金天會八年（1130），在出河店（今茂興鎮(zhèn)南“昂喇勒”古城）設(shè)置肇州。

元屬遼陽行省開元路，隸屬肇州屯田萬戶府管轄。

明屬奴兒干都司，后為郭爾羅斯部游牧地。

清初，清順治五年（1648），設(shè)郭爾羅斯后旗，隸屬哲里木盟。

清光緒三十年（1904），設(shè)立北郭爾羅斯荒務(wù)行局，辦理荒務(wù)。

清光緒三十二年（1906），設(shè)置肇州廳，駐“駱駝脖子”（今肇源鎮(zhèn)）。

1934年8月，肇州縣城（今肇源鎮(zhèn)）被洪水沖毀，偽肇州縣公署遷駐老城基（今肇州鎮(zhèn)）。

同年12月，郭爾羅斯后旗改隸濱江省。

1935年8月27日，偽郭爾羅斯后旗公署由老爺屯（今肇東市四站鎮(zhèn)東興村）遷至肇源（即肇州舊縣城，今肇源鎮(zhèn)）。

同年9月，將肇東縣第三區(qū)的大部分地區(qū)劃歸郭爾羅斯后旗管轄。

1945年“九三”抗日戰(zhàn)爭勝利后，初隸哈西專區(qū)，1946年3月劃歸吉江行政區(qū)。

同年4月，將八里、四興（今四站鎮(zhèn)）、向陽、三星、同仁村劃歸新設(shè)置的樂安縣管轄；6月劃歸嫩江省管轄。

1947年2月至9月，由黑嫩聯(lián)合省第四專區(qū)管轄。

黑嫩聯(lián)合省分開后，仍歸嫩江省管轄。

1949年5月，黑嫩兩省合并后，歸黑龍江省直轄。

1956年4月11日，國務(wù)院批準(zhǔn)，撤銷郭爾羅斯后旗，改設(shè)肇源縣，縣政府駐肇源鎮(zhèn)。

1958年8月，劃歸松花江專區(qū)管轄。

1965年6月，由綏化專區(qū)管轄。

1992年8月21日，國務(wù)院批準(zhǔn)，劃歸大慶市領(lǐng)導(dǎo)。